KR20160060703A - 선택적 흡착을 사용하여 크실렌 이성질체들을 분리하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
선택적 흡착을 사용하여 크실렌 이성질체들을 분리하기 위한 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 방법은, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하는 것을 포함한다. 방법은 추가로, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하는 것, 및 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛 내에서 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 것을 포함한다. 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 그리고 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해 선택된 크실렌 이성질체를 탈착한다. 더 나아가, 방법은, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체를 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하는 것을 포함한다.
Description
본 발명은, 그의 내용이 전체적으로 본 명세서에 참조로 통합되는, 2013년 9월 27일 출원된 미국 특허출원 제14/040,363호에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시는 개괄적으로 방향족 탄화수소들을 분리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 선택적 흡착을 사용하여 크실렌 이성질체들을 분리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
크실렌 이성질체들은 화학성 합성에서의 중요한 중간물질들이며, 그리고 특정 크실렌 이성질체들은 상이한 프로세스들을 위해 요구된다. 파라크실렌은 테레프탈산을 위한 공급 원료이며, 그리고 테레프탈산은 합성 섬유들 및 수지들의 제조에 사용된다. 메타크실렌은, 특정의 가소제들, 아조 색소들, 및 목재 방부제들의 제조에 사용된다. 오소크실렌은 무수 프탈산 생산을 위한 공급 원료이며, 그리고 무수 프탈산은, 특정의 가소재들, 색소들, 및 제약학적 산물의 제조에 사용된다.
크실렌 이성질체들은 전형적으로, 요구되는 이성질체에 대해 선택적인 흡착제를 사용함에 의해 혼합된 크실렌 흐름들로부터 분리된다. 요구되는 이성질체는 흡착되며, 그리고 남아 있는 이성질체들은 혼합된 라피네이트 흐름 내로 방출된다. 탈착제가 이어서 요구되는 크실렌 이성질체를 탈착하기 위해 사용되며, 그리고 탈착제 및 요구되는 크실렌 이성질체는 증류(분류로 언급되기도 함)에 의해 수집되고 분리된다. 탈착제들은 전형적으로 무겁거나 가벼운 것으로 언급되며, 여기서 무거운 탈착제는 크실렌보다 높은 분자량 및 높은 비등점을 가지며 그리고 가벼운 탈착제는 크실렌보다 낮은 분자량 및 낮은 비등점을 갖는다. 무거운 탈착제들을 갖는 크실렌 이성질체 복원 시스템들은, 탈착제가 분류 단계에서 반복적으로 증발되고 상승하게 될 필요가 없기 때문에, 가벼운 탈착제들을 갖는 시스템들보다 에너지를 적게 사용하는 경향이 있다. 그러나, 무거운 탈착제 시스템들은, 재생된 탈착제 내에서 요구되지 않는 화합물들의 축적을 제어하기 위해, 엄격한 공급 순도를 요구한다. 요구되지 않는 화합물들은, 탈착제 효율 및 제품 순도를 감소시키는 불순물들이다. 부가적인 장비가, 탈착제 재생 프로세스 도중에 무거운 탈착제 순도를 유지하기 위해 필요하게 된다. 무거운 탈착제 시스템들 내의 증류탑들은, 더 높은 작동 압력으로 이어지는, 더 높은 재비등기(reboiler) 온도를 갖는다. 이러한 높은 작동 압력은, 장비 자본 비용 및 유지 보수 비용을 증가시키는, 수반되는 장비의 더 높은 압력 정격(pressure ratings)을 요구한다.
가벼운 탈착제 시스템은, 무거운 탈착제 시스템에 비해 완화된 공급 사양을 허용한다. 이는, 증류탑 상부 흐름으로서 가벼운 탈착제를 복원하는 것과 연관되는 증가된 에너지 비용을 상쇄하도록 돕는다. 가벼운 탈착제 시스템들은 또한, 흡수제 저장 및 복원을 위한 부가적인 장비가 필요하지 않기 때문에, 크실렌 복원 시스템들을 위한 총 장비 계산에서 실질적인 절약을 제공한다. 가벼운 탈착제 크실렌 복원 시스템들은 또한 더 낮은 증류탑 작동 압력을 가지며, 따라서 더 얇은 외피 두께 및 더 낮은 압력 정격이, 새로운 시스템들을 설치하기 위한 자본 비용을 추가로 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 톨루엔은 사용될 수 있는 가벼운 탈착제의 일 예이며, 그리고 톨루엔은 이용 가능한 많은 수의 무거운 탈착제보다 덜 비싸다.
그에 따라, 종래 기술에서, 무거운 탈착제들을 사용하는 시스템들과 가벼운 탈착제들을 사용하는 시스템들 사이의 균형(trade-off)이 존재한다. 공급 사양이 엄격하게 제어될 수 없는 상태에서, 이상에 논의된 이유들을 위해 무거운 탈착제 시스템이 아니라 가벼운 탈착제 시스템을 사용하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 그러나, 종래 기술은, 그러한 가벼운 탈착제 시스템들과 연관되는 에너지 사용에서의 바람직하지 않은 증가를 해소하는 임의의 시스템들을 개시하는 것에 실패한다.
따라서, 전체 에너지 소모를 감소시키는 방식으로 가벼운 탈착제들을 사용하여 혼합된 크실렌 흐름들로부터 선택된 크실렌 이성질체들을 생성하기 위한 방법들 및 시스템들을 개발하는 것이 바람직하다. 나아가, 본 실시예의 다른 바람직한 특성들 및 특징들이 첨부되는 도면들 및 본 배경기술과 함께 취해지는, 후속의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법들 및 시스템들이 제공된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법이, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로, 복수-구역 분리 장치의 제1 구역에서, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로, 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛 내에서, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계를 포함한다. 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 그리고 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착한다. 더 나아가, 방법은, 복수-구역 분리 장치의 제2 구역에서, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하는 단계를 포함한다.
다른 예시적 실시예에서, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 시스템이, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하도록 구성되는, 제1 탄화수소 분리 장치를 포함한다. 시스템은 추가로, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하도록 구성되는 제1 분리 구역을 포함하는, 복수-구역 분리 장치를 포함한다. 더 나아가, 시스템은, 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛을 포함한다. 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 그리고 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착한다. 부가적으로, 복수-구역 분리 장치는, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체를 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하도록 구성되는, 제2 분리 구역을 포함한다.
본 개요는, 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념들의 모음을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 개요는, 청구되는 대상의 핵심 특징들 또는 본질적인 특징들을 확인할 의도가 아니며, 청구되는 대상의 범위를 결정하는 데 있어서 지원으로서 사용되도록 의도되는 것도 아니다.
본 발명은 이후에, 유사한 참조 부호들이 유사한 요소들을 지시하는, 뒤따르는 도면과 함께 설명될 것이다.
도 1은, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 크실렌 이성질체 분리 시스템 상에서 구현되는 방법을 도시하는, 프로세스 흐름도이다.
도 1은, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 크실렌 이성질체 분리 시스템 상에서 구현되는 방법을 도시하는, 프로세스 흐름도이다.
뒤따르는 상세한 설명은 단지 본질적으로 예시이며 그리고 설명되는 실시예의 응용 및 사용을 제한하고자 의도되지 않는다. 나아가, 앞선 배경기술 또는 뒤따르는 상세한 설명에 제시되는 임의의 이론에 의해 구속되도록 할 의도가 존재하지 않는다.
본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예들은, 가벼운 탈착제를 동반하는 흡착제 분리를 사용하여, 선택된 크실렌 이성질체를 혼합된 크실렌 공급 원료로부터 분리하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 개시된 시스템에서, 특정 분리 장치들, 특히 증류탑들은, 시스템을 구현하기 위해 필요하게 되는 전체 장비 계산(equipment count)을 감소시키는 신규의 방식으로 조합되어, 그로 인해, 이상에서 알려지는 바와 같이 가벼운 탈착제 시스템에서 더 높은 경향이 있는, 전체 에너지 비용을 낮추도록 한다. 그에 따라, 본 개시는, 동시에 전체 에너지 비용을 감소시키는 가운데, 완화된 사양(즉, 덜 엄격하게 제어되는 사양)의 공급 원료를 허용함에 의해 종래 기술보다 개선하는 분리 시스템들 및 방법들을 제공한다.
지금부터, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 크실렌 이성질체 분리 시스템(10) 상에서 구현되는 방법을 예시하는 프로세스 흐름도를 제공하는, 도 1을 참조한다. 도시된 바와 같이, 공급 흐름(11)이 시스템(10)에 제공된다. 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위해 적당한 공급 흐름들(11)이 많은 공급원들로부터 이용 가능하다. 예를 들어, 높은 엄격함 모드에서 운전되는, 분류기 및 유동 접촉 분해(fluid catalytic cracking: FCC) 유닛이, 60 질량 퍼센트의 탄화수소가 방향족인, 7개 내지 10개의 탄소 원자를 구비하는 탄화수소들(C7-C10)을 갖는 분류(fraction)를 생성할 수 있다. 특정 석탄 액화 프로세스들이 방향족 화합물이 풍부한 탄화수소 흐름들을 생성하며, 그리고 이러한 흐름들은 공급 흐름(11)으로서의 사용에 적합하다. 다른 가능한 공급원들이, 개질된 나프타와 같은 방향족 화합물을 생성하도록 설계되는 촉매를 사용하여 개질기(reformer) 내에서 처리되는 탄화수소 흐름들을 포함하는, 다양한 석유 정제 프로세스, 탄화수소의 열 분해 또는 접촉 분해, 또는 석유화학적 변환 프로세스들을 포함한다.
하나의 특정 실시예에서, 공급 흐름(11)은 나프타 흐름이다. 나프타 공급 원료들은, 방향족 화합물, 파라핀 및 나프텐(naphthen)을 포함하며, 그리고 소량의 올레핀을 포함할 수 있을 것이다. 활용될 수 있는 공급 원료들은, 직류 나프타(straight-run naphtha), 천연 가솔린, 합성 나프타, 열 가솔린, 접촉 분해된 가솔린, 및 특히 개질된 나프타를 포함한다. 공급 원료는, 비록 (예를 들어, 50% 초과, 70% 초과와 같은) 더 큰 퍼센트의 방향족 탄화수소를 갖는 나프타가 바람직하지만, 비등점들에 의해 또는 0℃ 내지 230℃로 한정되는 바와 같은, 전체 범위의 나프타를 포괄할 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 특히 공급 흐름(11)이 개질된 나프타 흐름인 실시예에서, 공급 흐름(11)은, 개질유 분할 증류탑(reformate splitter distillation column)(12)으로 공급된다. 개질유 분할 증류탑(12)은, 공급 흐름(11)을 상부 흐름(13)과 같은 낮은 비등 흐름 및 하부 흐름(14)과 같은 높은 비등 흐름으로 증류함에 의해 분리하거나 "분할"하도록 기능한다. 개질유 분할 증류탑은, 예를 들어 상부 흐름(13)이 7개 이하의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 분자들(C7-)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함할 수 있도록 구성될 수 있을 것이다. 하부 흐름(14)은 따라서, 8개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 분자들(C8+)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함할 수 있을 것이다.
하부 흐름(14)은 그 후, 종래 기술에 공지된 바와 같이, 하부 흐름(14) 내에 존재할 수 있는 임의의 알킬레이트 및 올레핀의 제거를 위해, 점토 처리기(clay treater)(15)를 통과하게 될 수 있을 것이다. 점토 처리기(15)는, 이러한 목적에 적합한 임의의 공지된 방식으로 구성될 수 있을 것이다. 점토 처리기(15)를 떠나는 흐름(16)은 따라서, 알킬레이트 및 올레핀 화합물들이 그로부터 (90%초과와 같이) 실질적으로 제거된, C8+ 탄화수소들을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함할 수 있을 것이다.
C8+ 탄화수소 흐름(16)은 그 후, 여러 분류로 흐름(16)을 분리하기 위해 "분리(stripper)" 증류탑(17)을 통과하게 된다. 상이한 분류들(C7-, C8, 및 C9+ 과 같은)이, 존재하는 화합물들의 상대적인 비등점들에 기초하여 분리된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 분리 증류탑(17)은, 분리 증류탑과 연관되는 "안정화(stabilizer)" 증류탑을 포함한다. 일 실시예에서, 안정화 증류탑(18)은, 도시된 바와 같이, 분리 증류탑(17)의 상부 부분 내부에 통합된다. 분리 증류탑(17) 내부에 안정화 증류탑(18)을 통합함에 의해, 자본 비용이 전용의 안정화 용기를 제거함에 의해 감소하게 될 수 있다. 이러한 실시예에서, 용기 격벽들이 메인 분리 트레이 섹션(main stripper tray section)으로부터의 격리를 제공하여, 상부 액체의 일부분이 안정화될 수 있도록 한다. 그러나, 다른 실시예에서, 안정화 증류탑(18)은 별개의 유닛일 수 있을 것이다. 특정 구성과 무관하게, 분리 증류탑(17)은, 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 분자들(C4-)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함할 수 있는, 상부 흐름(19)을 생성한다. 증류탑(17)은 나아가, C8+ 탄화수소들을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함할 수 있는, "측면 배출(side draw)" 생성물과 같은 혼합된 크실렌 흐름(20)을 생성한다. 더 나아가, 증류탑(17)은, 하부 흐름(21)으로서, 9개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 분자들(C9+)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 흐름을 생성한다. 상기한 바와 같이 분리 증류탑(17)의 상부 부분과 연관되는 안정화 증류탑(18)은, 분리 증류탑(17)의 상부 부분에서 일부분의 탄화수소를 받아들이며 그리고 5개 내지 7개 사이의 탄소 원자를 구비하는 탄화수소들(C5-C7)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 액체 생성물 흐름(22) 및 C4- 탄화수소들을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하며 분리 증류탑 내의 상부 흐름(19)과 합쳐지게 되는 기체 생성물 흐름을 생성한다.
C9+ 흐름(21)은 그 후, 흐름(21)의 추가적인 분리를 위해 추가적인 "중 방향족(heavy aromatic)" 증류탑(23)을 통과하게 된다. 중 방향족 증류탑(23)은 상부 흐름(24)으로서, 9개 또는 10개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소들(C9-C10)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 흐름을 생성한다. 중 방향족 증류탑(23)은 추가로, 11개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소들(C11+)을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 하부 흐름(25)을 생성한다. 상부 흐름(24)은, 부가적인 C8 방향족 탄화수소들을 생성하기 위해, 이하에 더욱 상세하게 설명될 것으로서, 알킬 교환(transalkylation) 유닛(도 1의 유닛(39))을 통과하게 된다. 하부 흐름(25)은 시스템(10)으로부터 제거되며 그리고 연료로서 다른 프로세스들을 위한 공급 재료로서 사용될 수 있으며 또는 달리 활용될 수 있을 것이다. 부가적인 물질로서, 분리 증류탑(17)으로부터의 (그리고 또한 안정화 증류탑(18)으로부터의) C4- 흐름(19) 또한, 시스템(10)으로부터 제거되며 그리고 연료로서 다른 프로세스들을 위한 공급 재료로서 사용될 수 있으며 또는 달리 활용될 수 있을 것이다.
C5-C7 흐름(22)은 C7- 개질유 분할 증류탑 상부 흐름(13)과 합쳐지게 될 수 있을 것이다. C7- 탄화수소들을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 이러한 합쳐진 유동(26)은 그 후, 비-방향족 화합물들을 흐름(26)으로부터 제거하기 위한 추출 증류 처리 유닛(27)을 통과하게 된다. 하나의 특정 실시예에서, 추출 증류 처리 유닛(27)은, 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이, 비-방향족 화합물들로부터 방향족 화합물들을 분리하기 위해 술포란 용제(sulfolane solvent)를 사용할 수 있을 것이다. 액체-액체 용제 추출과 같은 다른 추출 방법들이 당해 기술 분야에 공지되며 방향족 화합물들로부터의 비-방향족 화합물들의 분리를 위해 실행될 수 있으며, 그리고 유닛(27) 대신의 또는 유닛(27)에 부가한 그들의 사용은 본 개시의 범위 이내이다. 추출 증류 유닛(27)은, C7- 비-방향족 탄화수소들을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 제1 흐름(28) 및 벤젠 및 톨루엔을 (80% 초과, 90% 초과, 또는 95% 초과와 같이) 주로 포함하는 제2 흐름(29)을 생성한다. 제2 흐름(29)은, 예를 들어 점토 처리기(15)에 관해 이상에 설명된 바와 같은 방식으로 그러한 흐름 내부에 존재할 수 있는 알킬레이트들 또는 올레핀들을 제거함에 의해, 그러한 흐름 내에서의 방향족 화합물들의 순도를 증가시키기 위해 점토 처리기(30)를 통과하게 되며, 그에 따라 그에 따라 처리된 벤젠 및 톨루엔 흐름(31)을 생성하도록 한다.
처리된 벤젠 및 톨루엔 흐름(31)은 그 후, 흐름(31) 내에서 톨루엔으로부터의 벤젠의 분리를 위해 추가의 증류탑(32)을 통과하게 된다. 톨루엔보다 낮은 비등점을 갖는 벤젠은 상부 생성물(33)로서 증류탑(32)으로부터 제거되며 그리고 벤젠보다 높은 비등점을 갖는 톨루엔은 하부 생성물(34)로서 증류탑(32)으로부터 제거된다. 톨루엔을 (40% 초과, 60% 초과, 또는 70% 초과와 같이) 주로 포함하지만 또한 다양한 크실렌 이성질체들과 같은 더 무거운 방향족 탄화수소들을 몇 퍼센트 포함할 수 있는 하부 생성물(34)은, 톨루엔의 추가적인 정제를 위해, 분할 격실 증류탑(split shell distillation column)(35)과 같은, 복수-구역 분리 장치를 통과하게 된다. 분할 격실 증류탑(35)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 증류탑의 중간이자 아래쪽 부분에서 배플(35c)에 의해 서로 분리되지만, 공통의 위쪽(상부) 부분을 공유하는, 제1 구역 또는 "측부"(35a) 및 제2 구역 또는 "측부"(35b)를 포함한다. 톨루엔 흐름(34)은 제1 측부(35a)에 제공되며, 여기에서 임의의 더 무거운 방향족 화합물들은 (이후 도 1에 도시된 바와 같이 분리 증류탑(17)으로 재순환될 수 있는) 흐름(36)으로 제1 측부(35a)의 하부 생성물로서 제거되며, 그리고 여기에서 정제된 톨루엔은 흐름(37)으로 상부 생성물로서 제거된다.
정제된 톨루엔 흐름(37)은 그 후, 흡수성 분리 유닛(38)에서의 선택된 크실렌 이성질체들의 분리를 위한 "가벼운" 탈착제(흐름(37a))로서 그리고 앞서 언급된 알킬 교환 유닛(39)을 위한 공급 재료(37b))로서 또한 제공된다. 우선, 알킬 교환 유닛(39)에 관하여, 톨루엔 흐름(37b)은 유닛(39)에 제공되어 여기에서 중 방향족 증류탑(23)으로부터의 C9-C10 흐름(24)과 반응한다. 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이, 알킬 교환은, 톨루엔 및 중 방향족 화합물들(즉, C9-C10)을 혼합된 크실렌들로 변환하는 프로세스이다. 수소 기체가, 흐름(40)을 통해 알킬 교환 반응을 위한 추가의 공급 재료로서 제공된다. 알킬 교환 프로세스는, 예를 들어, 알킬 교환 반응을 위한 촉매로서, 탈알루미늄화 모데나이트(dealuminated mordenite), 초 안정형 Y-제올라이트(ultra stable Y-zeolite: USY), 및 ZSM-12와 같은 제올라이트, 및 실리카-알루미나를 사용할 수 있을 것이다. 크실렌 생성 프로세스 도중에, 불균화(disproportionation), 알킬 교환(transalkylation), 및 알킬 이탈(dealkylation)과 같은 많은 수의 반응이 일어난다. 메틸기들은, 혼합된 크실렌들을 생성하기 위해 불균화 및 알킬 교환을 통해, 하나의 페닐기로부터 다른 것으로 바뀌게 된다. 알킬 이탈 도중에, 페닐기에 부착되는 에틸기, 프로필기, 및 부틸기는, 벤젠 및 톨루엔을 생성하기 위해 제거된다. 알킬 교환 유닛(39)은, 부탄, 프로판 등과 같은 탄화수소 기체들을 포함하는 부산물 흐름(41) 및 크실렌들 및 톨루엔을 (40% 초과, 60% 초과, 또는 70% 초과와 같이) 주로 포함하는 흐름(42)을 생성한다.
크실렌/톨루엔 흐름(42)은 그 후, 예를 들어, 크실렌/톨루엔 흐름(42) 내에 존재할 수 있는 임의의 더 가벼운 방향족 화합물(벤젠, 톨루엔)을 분리해 냄에 의해, 크실렌/톨루엔 흐름(42)을 정제하기 위한 추가의 분리 증류탑(43)을 통과하게 된다. 존재하는 임의의 벤젠 또는 톨루엔은, 이후 증류탑(32) 내로의 그의 진입 이전에 벤젠 및 톨루엔 흐름(1)과 합쳐지도록 재순환되는, 흐름(44)을 통해 분리 증류탑(43)으로부터 제거된다. 흐름(45)을 통해 증류탑(43)으로부터 제거되는 크실렌 생성물은 이후, 분리 증류탑(17) 내로의 그의 진입 이전에 탄화수소 흐름(16)과 합쳐지도록 재순환된다. (비록 도시의 편의를 위해 "반전"되어 도시되지만, 흐름(44)은 증류탑(43)의 "상부" 흐름이며 그리고 흐름(45)은 "하부" 흐름이라는 것을 알아야 한다.)
지금부터 흡수성 분리 유닛(38)으로 돌아가서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기한 바와 같이 분리 증류탑(17)으로부터의 측면 배출물로서 제거되는 혼합된 크실렌 흐름인, 흐름(20)은 흡수성 분리 유닛(38)으로 크실렌 공급 생성물을 제공한다. 혼합된 크실렌 흐름(20)은, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하기 위해 유닛(38)으로 도입된다. 선택된 크실렌 이성질체는 많은 실시예에서 파라크실렌이지만, 선택된 크실렌 이성질체는 또한 다른 실시예에서 메타크실렌일 수도 있을 것이다. 분리 유닛(38)은, 다른 크실렌 이성질체들 보다 선택된 크실렌 이성질체를 우선적으로 흡착하는, 선택적 흡착제를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 선택적 흡착제는, 타입 X 또는 타입 Y 결정질 규산 알루미늄(crystalline aluminosilicate)과 같은, 결정질 규산 알루미늄일 수 있을 것이다. 선택적 흡착제는 하나 이상의 금속 양이온과의 교환 가능한 양이온 위치를 포함할 수 있으며, 여기서 금속 양이온은 리튬, 칼륨, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 니켈, 구리, 은, 망간, 및 카드뮴 중의 하나 일 수 있을 것이다. 흡착 조건은 변할 수 있지만, 전형적으로 35 ℃ 내지 200 ℃(100 ℉ 내지 400 ℉) 및 100 kPa 내지 3,500 kPa(14 PSIG 내지 500 PSIG)의 범위이다.
혼합된 크실렌 흐름(20)은, 흡수성 분리 유닛(38) 내에서 혼합된 라피네이트 흐름(46) 및 추출 흐름으로 분리된다. 추출 탑(미도시)이 혼합된 추출 흐름 내에서 선택된 크실렌 이성질체(파라크실렌과 같은)로부터 톨루엔 탈착제를 분리하기 위해 사용되며, 그로 인해 파라크실렌 생성물 흐름(47)을 생성한다. 선택적 흡착제는 선택된 크실렌 이성질체를 우선적으로 흡착하며, 그리고 남아있는 라피네이트 크실렌 이성질체는 혼합된 라피네이트 흐름(46)으로 과잉의 탈착제와 함께 방출된다. 탈착제는, 선택된 크실렌 이성질체를 탈착하기 위한 톨루엔 "가벼운" 탈착제 흐름(37a)에 의해 유닛(38) 내로 충진된다. 탈착제는 이후, 유닛(38) 내부에서 발생하는 증류에 의해, 선택된 이성질체로부터 분리되며, 그리고 선택된 크실렌 이성질체는, 선택된 크실렌 생성물로서 시스템(10)으로부터 제거되는, 생성물 흐름(47)으로서 방출된다. 요구되는 크실렌 이성질체가 탈착되기 이전에 혼합된 라피네이트 흐름(46)이 수집되며 그리고 추출 흐름이 탈착 이후에 수집되는, 일괄 처리 형태(batch fashion)로 작동하게 되는 단일 베드(single bed)와 같은, 흡수성 분리 유닛(38)의 여러 상이한 실시예들이 가능하다. 다른 실시예에서, 복수의 흡착제 베드가 사용되며, 그리고 혼합된 크실렌 흐름(20) 및 흡착제 흐름(37a)의 도입 지점은 상이한 흡착제 베드들을 통해 점진적으로 이동하게 된다. 추출 흐름 및 혼합된 라피네이트 흐름(46)의 방출 지점들 또한 상이한 흡착제 베드들을 통해 점진적으로 이동하게 되어, 따라서 각각의 개별적인 흡착 베드가 반-일괄 처리 모드에서 사용되도록 그리고 화합이 연속적인 작동인 것처럼 보이도록 한다. 상기한 바와 같이, 탈착제는, 크실렌보다 낮은 분자량 및 선택된 크실렌 이성질체 비등점 또는 라피네이트 크실렌 이성질체(들) 비등점보다 낮은 탈착제 비등점을 갖는다.
흡수성 분리 유닛(38)으로부터 생성되는 혼합된 라피네이트 흐름(46)은, 분할 격실 증류탑(35)의 제2 측부(35b)를 통과하게 된다. 제2 측부(35b)에서, 혼합된 라피네이트 흐름(46) 내의 톨루엔 탈착제는, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들로부터의 비등점 증류에 의해 분리된다. 상기한 바와 같이, 톨루엔은 흐름들(37a 및 37b)로의 재순환을 위해 흐름(37)을 통해 조합된 상부 영역 내에서 분할 격실 증류탑(35)으로부터 제거되며, 그리고 선택되지 않은 크실렌 이성질체들은 흐름(48)을 통해 제2 측부(35b)로부터의 하부 생성물로서 제거된다. 증류탑(35)의 분할 격실 구성의 사용은, 2개의 분리된 증류탑을 사용하는 시스템과 비교하여 자본 비용을 절약한다. 측부(35a) 및 측부(35b) 내에서 일어나는 증류에 대한 상부 생성물은 동일한 것(즉, 톨루엔)임에 따라, 별개의 중간 및 하부 영역을 유지하는 가운데 상부 생성물을 혼합하는 것은, 2개의 별개의 증류 프로세스가 단일 증류탑 내로 통합되는 것을 허용하며, 그로 인해 단지 하나의 증류탑 및 공통의 상부 시스템 장비를 요구한다.
선택되지 않은 크실렌 이성질체 흐름(48)은 그 후, 이성질화 유닛(isomerization unit)(49)을 통과하게 되며, 여기에서 선택된 크실렌 이성질체와 다른 크실렌 이성질체들인 라피네이트 크실렌 이성질체들은, 더 많은 선택된 크실렌 이성질체를 생성하기 위해 이성질화된다. 선택된 크실렌 이성질체는 흡수성 분리 유닛(38)에서 제거되었으며, 그리고 하나의 이성질체의 제거는 이성질체 조성을 평형 상태로부터 바꾼다. 그에 따라, 흐름(48)에서 주로 존재하지 않는 이성질체인 선택된 크실렌 이성질체는, 혼합물을 평형비에 더 가깝게 하기 위해 이성질화 유닛(49) 내에서 생성된다. 평형비는, 250 ℃에서, 20 내지 25 퍼센트 오소크실렌, 20 내지 30 퍼센트 파라크실렌, 및 50 내지 60 퍼센트 메타크실렌이며, 그리고 이러한 평형비는 온도 및 다른 조건들과 더불어 변한다.
예시적인 실시예에서, 이성질화 유닛(49)은 이성질화 촉매를 포함하며, 그리고 적절한 이성질화 조건에서 작동한다. 적절한 이성질화 조건은, 100 ℃ 내지 500 ℃(200 ℉ 내지 900 ℉), 또는 200 ℉ 내지 400 ℉(400 ℉ 내지 800 ℉)의 온도, 및 500 kPa 내지 5,000 kPa(70 PSIA 내지 700 PSIA)의 압력을 포함한다. 이성질화 유닛은, 0.5 내지 50 hr-1, 또는 0.5 내지 20 hr-1의, 흐름(48)에 대한, 액 공간 속도(liquid hourly space velocity)를 제공하기 위해 충분한 양의 이성질화 촉매를 포함한다. 수소가, 크실렌 몰 당 최대 15 수소 몰로, 흐름(50)을 통해 이성질화 유닛으로 제공될 수 있지만, 일부 실시예에서 수소는 이성질화 유닛(49)에 본질적으로 존재하지 않는다. 이성질화 유닛(49)은, 1개, 2개, 또는 2개 초과의 반응기를 포함할 수 있으며, 여기서 적정한 수단이 각 반응기의 입구에서 적절한 이성질화 온도를 보장하기 위해 사용된다. 크실렌들은, 상향류, 하향류, 방사류를 포함하는 적절한 방식으로 이온화 촉매와 접촉하게 된다.
일 실시예에서, 이성질화 촉매는, 10/1 초과의 또는 일부 실시예에서 20/1 초과의 Si:Al2 비율, 및 5 내지 8 옹스트롬의 기공 직경을 갖는 제올라이트 규산 알루미늄을 포함한다. 적절한 제올라이트들의 일부 예들은, 이에 국한되는 것은 아니지만, MFI, MEL, EUO, FER, MFS, MTT, MTW, TON, MOR, 및 FAU를 포함하며, 그리고 갈륨이 결정 구조의 성분으로서 제공될 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, Si:Ga2 몰 비율은, 500/1 미만, 또는 다른 실시예에서 100/1 미만이다. 촉매 내에서 제올라이트의 비율은 일반적으로, 1 내지 99 중량 퍼센트, 또는 25 내지 75 중량 퍼센트이다. 일부 실시예에서, 이성질화 촉매는, 0.01 내지 2 중량 퍼센트의, 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 및 백금(Pt) 중 하나 이상을 포함하지만, 다른 실시예에서, 이성질화 촉매는 임의의 금속 화합물의 실질적인 부재이며, 여기서 실질적인 부재는 0.01 중량 퍼센트 미만이다. 이성질화 촉매의 나머지(balance)는 알루미나와 같은 무기 산화물 결합제이며, 그리고 구형 또는 원통형을 포함하는 광범위한 촉매 형태들이 사용될 수 있다.
이성질화된 크실렌 흐름(52)이 이성질화 유닛(49)을 빠져나가며 그리고 제1 측부 하부 생성물 흐름(36)과 합쳐진 이후에 분리 증류탑(17)으로 복귀한다. 부탄, 프로판 등과 같은 가벼운 기체들을 포함하는 부산물 흐름(51)이 또한, 이성질화 유닛(49)으로부터 제거된다. 이성질화된 크실렌 흐름(52)은, 이성질화 라피네이트 흐름(46) 내에서 보다 더 많은 선택된 크실렌 이성질체들을 포함하며, 따라서 더 많은 선택된 크실렌 이성질체가 회수를 위해 이용 가능하다. 이러한 방식으로, 회수된 선택된 크실렌 이성질체의 총량은 평형 값을 초과할 수 있을 것이다.
그와 같이, 가벼운 탈착제를 동반하는 흡착식 분리를 사용하여 혼합된 크실렌 공급 원료로부터 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 다양한 예시적인 시스템들 및 방법들이 본 명세서에 설명된다. 개시된 시스템들에서, 특정 분리 장치는, 예를 들어 증류탑들(17, 18) 및 (분할-격실 증류탑(35)과 같은) 증류탑들(35a, 35b )은, 시스템을 구현하기 위해 필요한 전체 장비 개수를 감소시키기 위해 신규의 방식으로 조합되며, 그에 따라, 상기한 바와 같이 가벼운 탈착제 시스템들에서 더 높은 경향이 있는 전체 생산 비용을 낮추도록 한다. 그에 따라, 본 개시는, 동시에 종래 기술에 공지된 시스템들과 비교하여 전체 자본 비용을 감소시키는 가운데, (결과적으로 에너지 절약을 초래하는) 가벼운 탈착제 시스템들의 전형인 완화된 사양(즉, 덜 엄격하게 제어된 사양)의 공급 원료를 허용함에 의해, 종래 기술보다 개선하는 분리 시스템들 및 방법들을 제공한다.
구체적인
실시예
뒤따르는 것은 구체적인 실시예들에 관해 설명되는 가운데, 이러한 설명은 앞선 설명 및 첨부되는 청구범위의 범위를 예시할 의도이며 그리고 제한하지 않는 것으로 의도된다는 것을 이해해야 될 것이다.
본 발명의 제1 실시예가, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔과 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하는 단계; 복수-구역 분리 장치의 제1 구역에서, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하는 단계; 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛 내에서, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계로서, 여기서 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착하는 것인, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계; 및 복수-구역 분리 장치의 제2 구역에서, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하는 단계를 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법이다. 본 발명의 실시예가, 공급 흐름을 분리하는 것이 개질된 나프타 흐름을 분리하는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 공급 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름으로 분리하는 것이, 분할 증류탑으로부터 상부 생성물 및 하부 생성물을 형성하기 위해 분할 증류탑 내에서 제1 분리 프로세스를 실행하는 것 및 분리 증류탑 내로 통합되는 안정화 증류탑을 포함하는 분리 증류탑 내에서 제2 분리 프로세스를 실행하는 것을 포함하며, 제2 분리 프로세스를 실행하는 것이, 안정화 증류탑으로부터 안정화 생성물 및 분리 증류탑으로부터 측면 배출 생성물을 생성하는 것을 포함하고, 안정화 생성물 및 상부 생성물이 제1 흐름을 형성하기 위해 합쳐지며 그리고 측면 배출 생성물이 제2 흐름을 형성하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 공급 흐름을 분리하는 것이 C9+ 탄화수소를 포함하는 제8 흐름을 형성하는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 부가적인 크실렌의 이성질체들을 포함하는 흐름을 형성하기 위해 제8 흐름을 알킬 교환시키는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 제8 흐름을 알킬 교환시키는 것이 제8 흐름을 제3 흐름의 일부분과 알킬 교환 반응기 내에서 합치는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 부가적인 크실렌 이성질체들을 포함하는 흐름을 제2 흐름과 합치는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 선택된 크실렌 이성질체 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 양자 모두를 포함하는 제9 흐름을 형성하기 위해, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름을 이성질화하는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 제9 흐름을 제2 흐름과 합치는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하는 것이 파라크실렌을 흡착하는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제1 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다.
본 발명의 제2 실시예가, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔과 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하도록 구성되는 제1 탄화수소 분리 장치; 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하도록 구성되는 제1 구역을 포함하는 복수-구역 분리 장치; 및 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛으로서, 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착하는 것인, 흡수성 분리 유닛을 포함하며, 상기 복수-구역 분리 장치는, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체를 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하도록 구성되는, 제2 분리 구역을 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 시스템이다. 본 발명의 실시예가, 공급 흐름을 분리하는 것이 개질된 나프타 흐름을 분리하는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 분할 증류탑 및, 자체에 통합되는 안정화 증류탑을 포함하는, 분리 증류탑을 더 포함하고, 공급 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름으로 분리하는 것이, 분할 증류탑으로부터 상부 생성물 및 하부 생성물을 형성하기 위해 분할 증류탑 내에서 제1 분리 프로세스를 실행하는 것 및 분리 증류탑 내로 통합되는 안정화 증류탑을 포함하는 분리 증류탑 내에서 제2 분리 프로세스를 실행하는 것을 포함하며, 제2 분리 프로세스를 실행하는 것이, 안정화 증류탑으로부터 안정화 생성물 및 분리 증류탑으로부터 측면 배출 생성물을 생성하는 것을 포함하고, 안정화 생성물 및 상부 생성물이 제1 흐름을 형성하기 위해 합쳐지며 그리고 측면 배출 생성물이 제2 흐름을 형성하는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 공급 흐름을 분리하는 것이 공급 흐름을 C9+ 탄화수소를 포함하는 제8 흐름으로 분리하는 것을 더 포함하는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 알킬 교환 반응기를 더 포함하며, 제8 흐름이 부가적인 크실렌의 이성질체들을 포함하는 흐름을 형성하기 위해 알킬 교환 반응기 내에서 알킬 교환되는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 제8 흐름을 알킬 교환시키는 것이 제8 흐름을 제3 흐름의 일부분과 알킬 교환 반응기 내에서 합치는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 시스템이 추가로 부가적인 크실렌 이성질체들을 포함하는 흐름을 제2 흐름과 합치는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 이성질화 반응기를 더 포함하며, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름이, 선택된 크실렌 이성질체 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 양자 모두를 포함하는 제9 흐름을 형성하기 위해, 이성질화 반응기 내에서 이성질화되는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다. 본 발명의 실시예가, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하는 것이 파라크실렌을 흡착하는 것을 포함하는 것인, 이 단락의 제2 실시예를 거친 이 단락의 앞선 실시예들 중 하나, 임의의 것, 또는 모두이다.
본 발명의 제3 실시예가, 복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔과 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하는 단계로서, 공급 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름으로 분리하는 단계가, 분할 증류탑으로부터 상부 생성물 및 하부 생성물을 형성하기 위해 분할 증류탑 내에서 제1 분리 프로세스를 실행하는 것 및 분리 증류탑 내로 통합되는 안정화 증류탑을 포함하는 분리 증류탑 내에서 제2 분리 프로세스를 실행하는 것을 포함하며, 제2 분리 프로세스를 실행하는 것이, 안정화 증류탑으로부터 안정화 생성물 및 분리 증류탑으로부터 측면 배출 생성물을 생성하는 것을 포함하고, 안정화 생성물 및 상부 생성물이 제1 흐름을 형성하기 위해 합쳐지며 그리고 측면 배출 생성물이 제2 흐름을 형성하는 것인, 공급 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름으로 분리하는 단계; 복수-구역 분리 장치의 제1 구역에서, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하는 단계; 제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛 내에서, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계로서, 여기서 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착하는 것인, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계; 복수-구역 분리 장치의 제2 구역에서, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하는 단계; 및 선택된 크실렌 이성질체 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 양자 모두를 포함하는 제9 흐름을 형성하기 위해, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름을 이성질화하는 단계를 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법이다.
적어도 하나의 예시적인 실시예가 앞선 상세한 설명에서 제시된 가운데, 막대한 수의 변형예들이 존재한다는 것을 인식해야 될 것이다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예들이며, 그리고 어떤 식으로든 출원의 범위, 적용 가능성, 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 또한 인식해야 될 것이다. 대신에, 앞선 상세한 설명은, 하나 이상의 실시예들을 구현하기 위한 편리한 로드 맵을 당업자에게 제공할 것이며, 다양한 변경이 첨부되는 청구범위에 기술된 바와 같은 범위로부터 벗어남 없이 예시적인 실시예에 설명된 요소들의 기능 및 배열 내에서 이루어질 수 있을 것이라는 점이 이해된다.
Claims (10)
- 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법으로서,
복수의 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 흐름을, 톨루엔과 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제1 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제2 흐름으로 분리하는 단계;
복수-구역 분리 장치의 제1 구역에서, 제1 흐름을, 톨루엔을 포함하는 제3 흐름 및 크실렌의 이성질체들을 포함하는 제4 흐름으로 분리하는 단계;
제2 흐름으로부터의 선택된 크실렌 이성질체를 흡착하도록 구성되는 흡착제를 포함하는 흡수성 분리 유닛 내에서, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계로서, 여기서 제3 흐름은, 선택된 크실렌 이성질체 및 톨루엔을 포함하는 제5 흐름 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 및 톨루엔을 포함하는 제6 흐름을 생성하기 위해, 선택된 크실렌 이성질체를 흡착제로부터 탈착하는 것인, 제2 흐름 및 제3 흐름을 합치는 단계; 및
복수-구역 분리 장치의 제2 구역에서, 제6 흐름을, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름 및 톨루엔을 포함하는 제3 흐름으로 분리하는 단계
를 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 1항에 있어서,
공급 흐름을 분리하는 것은, 개질된 나프타 흐름을 분리하는 것을 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 1항에 있어서,
공급 흐름을 제1 흐름 및 제2 흐름으로 분리하는 것은, 분할 증류탑으로부터 상부 생성물 및 하부 생성물을 형성하기 위해 분할 증류탑 내에서 제1 분리 프로세스를 실행하는 것 및 분리 증류탑 내로 통합되는 안정화 증류탑을 포함하는 분리 증류탑 내에서 제2 분리 프로세스를 실행하는 것을 포함하며, 제2 분리 프로세스를 실행하는 것은, 안정화 증류탑으로부터 안정화 생성물 및 분리 증류탑으로부터 측면 배출 생성물을 생성하는 것을 포함하고, 상기 안정화 생성물 및 상기 상부 생성물은 제1 흐름을 형성하기 위해 합쳐지며 그리고 상기 측면 배출 생성물은 제2 흐름을 형성하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 1항에 있어서,
공급 흐름을 분리하는 것은, C9+ 탄화수소를 포함하는 제8 흐름을 형성하는 것을 더 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 4항에 있어서,
부가적인 크실렌의 이성질체들을 포함하는 흐름을 형성하기 위해 제8 흐름을 알킬 교환시키는 것을 더 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 5항에 있어서,
제8 흐름을 알킬 교환시키는 것은, 제8 흐름을 제3 흐름의 일부분과 알킬 교환 반응기 내에서 합치는 것을 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 6항에 있어서,
부가적인 크실렌 이성질체들을 포함하는 흐름을 제2 흐름과 합치는 것을 더 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 1항에 있어서,
선택된 크실렌 이성질체 및 선택되지 않은 크실렌 이성질체들 양자 모두를 포함하는 제9 흐름을 형성하기 위해, 선택되지 않은 크실렌 이성질체들을 포함하는 제7 흐름을 이성질화하는 것을 더 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 8항에 있어서,
제9 흐름을 제2 흐름과 합치는 것을 더 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법. - 제 1항에 있어서,
선택된 크실렌 이성질체를 흡착하는 것은 파라크실렌을 흡착하는 것을 포함하는 것인, 선택된 크실렌 이성질체를 분리하기 위한 방법.
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